Bài giảng kết cấu thép - chương 5 - dàn thép

 Theo cấu tạo thanh dàn: – Dàn nhẹ: Nội lực các thanh dàn nhỏ, thanh dàn là thép góc hoặc thép tròn – Dàn thường: Phổ biến, nội lực lớn nhất trong các thanh cánh < 5000kN, thanh dàn cấu

Trang 1

1

KẾT CẤU THÉP

 Chương 0 Tổng quan về Kết Cấu Thép

 Chương 1 Vật Liệu và Sự Làm Việc của KC Thép

 Chương 2 Liên Kết Kết Cấu Thép

 Chương 3 Dầm Thép

 Chương 4 Cột Thép

 Chương 5 Dàn Thép

Trang 5

 Theo cấu tạo thanh dàn:

– Dàn nhẹ: Nội lực các thanh dàn nhỏ, thanh dàn là thép góc hoặc thép tròn

– Dàn thường: Phổ biến, nội lực lớn nhất trong các thanh

cánh < 5000kN, thanh dàn cấu tạo bởi hai thép góc

– Dàn nặng: cho công trình chịu tải nặng, nội lực lớn nhất

trong thanh cánh  5000kN, tiết diện thanh dàn là thép hình

I, C hoặc tổ hợp

1 Phân loại dàn

Trang 6

Trang 7

 Theo sơ đồ kết cấu

– Dàn kiểu dầm – Dàn liên tục – Dàn mút thừa – Dàn kiểu tháp trụ – Dàn kiểu khung – Dàn kiểu vòm

Trang 8

KC vòm: L=165m Viaduc Gabarit (Pháp) xây dựng bởi Gustave Eiffel- 1884

Ứng dụng

Trang 9

Nhà thi đấu TDTT

Ứng dụng

Trang 10

Sân vận động

(San Siro)

Ứng dụng

Trang 11

Nhà ga(Gare du Nord – Paris)

Trang 12

Hangar

Ứng dụng

Trang 13

 Khi lựa chọn hình dạng dàn cần thoả mãn các yêu cầu sau:

– Yêu cầu sử dụng

– Yêu cầu của thiết kế kiến trúc và thoát nước mái

– Kích thước và cách bố trí cửa trời

– Cách liên kết dàn với cột và phải tạo được kết cấu mái và công trình có đủ độ cứng cần thiết

– Yêu cầu kinh tế

2 Hình dạng dàn

Trang 15

Bố trí hệ thanh bụng cần thoả mãn các yếu tố:

- Cấu tạo nút đơn giản và có nhiều nút giống nhau

- Tổng chiều dài thanh bụng nhỏ

- Góc giữa thanh bụng và thanh cánh không quá nhỏ

- Không nên để thanh cánh bị uốn cục bộ bởi tải trọng đặt ngoài nút

3 Hệ thanh bụng của dàn

Trang 16

4 Kích thước chính của dàn

Trang 17

 Khoảng cách nút dàn

– Là khoảng cách giữa các tâm nút đến thanh cánh

– Khoảng cách nút dàn cánh trên thường từ 1,5 đến 3,0m – Khoảng cách nút dàn cánh dưới dàn tam giác thường là 3m đến 6m, dàn hình thang thường là 6m

 Bước dàn

– Khoảng cách giữa các dàn

– Xác định từ yêu cầu kiến trúc và dây chuyền công nghệ, phù hợp với môđun thống nhất các cấu kiện lắp ghép như tấm tường, tấm mái

– Thoả yêu cầu kinh tế

– Với dàn thép bước hợp lý là 6m

4 Kích thước chính của dàn

Trang 18

5 Hệ giằng không gian

giằng lại với nhau

tạo nên một khối

không gian ổn định

Trang 19

» Bố trí ở hai gian đầu hồi và các gian trong sao cho khoảng cách các gian được bố trí giằng không quá 60m

Trang 20

Trang 21

» Các gian không bố trí giằng được thay bằng thanh

chống dọc: tăng cường ổn định cho thanh cánh trong quá trình sử dụng, lắp dựng

Trang 22

 Hệ giằng còn có tác dụng làm giảm chiều dài tính toán theo phương ngoài mặt phẳng dàn cho thanh cánh

giằng cánh trên giằng cánh dưới

giằng đứng

Trang 23

• Giằng cửa mái

Trang 25

Trang 26

Giằng cột:

• Chịu lực dọc nhà : W , T

6 Tính toán hệ giằng

Trang 28

 Trục các thanh đồng quy tại tim nút dàn, lực tập trung đặt

trực tiếp vào nút dàn

 Xem nút dàn là khớp (giả thiết gần đúng)

 Nội lực trong thanh dàn là lực dọc

 Khi cấu tạo dàn cần thoả:

– Trục các thanh đồng quy tại tim nút

– Tiết diện ngang của các thanh phải đối xứng qua mặt

phẳng dàn

1 Giả thiết

Trang 29

 Bao gồm:

– Tải trọng thường xuyên: Trọng lượng tấm lợp, tấm chống thấm, lớp cách nhiệt, xà gồ, bản thân dàn giằng, cửa mái, trần

– Tải trọng tạm thời: trọng lượng người và thiết bị sửa chữa mái, tải trọng gió, cần trục treo

 Tải được tính trên đơn vị diện tích mặt bằng và được quy đổi thành lực tập trung đặt tại nút dàn

2 Tải trọng tác dụng

Trang 31

 Tính nội lực dàn cho các trường hợp tải trọng sau:

– Tải trọng thường xuyên đặt cả dàn

– Tải trọng sửa chữa mái đặt ½ dàn và cả dàn

– Tải trọng gió

 Khi có tải trọng tập trung đặt ngoài nút thì

ngoài nội lực dọc trục, thanh dàn còn chịu

uốn cục bộ với giá trị mômen:

: hệ số kể đến tính liên tục của cánh trên, =1 cho khoang đầu, =0,9 cho các khoang bên trong

 Tổ hợp nội lực để tìm nội lực nguy hiểm nhất

Trang 32

 Xác định chiều dài tính toán để:

– Với thanh chịu nén: Kiểm tra sự ổn định của thanh

– Với thanh chịu kéo: Xác định độ mảnh của nó sao cho

không quá lớn để thanh không bị uốn cong do trọng lượng bản thân và chuyên chở lắp dựng

 Chiều dài tính toán sẽ được xác định theo hai phương trong (Lx) và ngoài mặt phẳng (Ly)

4 Chiều dài tính toán

Trang 33

a) Chiều dài tính toán trong mặt phẳng

– Trong thực tế, nút dàn có độ cứng nhất định nên không

phải là khớp lý tưởng – Khi một thanh chịu nén nào đó liên kết tại nút mất ổn định

(bị cong) làm nút quay dẫn đến các thanh nén khác quy tụ tại nút cong theo  Các thanh kéo liên kết tại nút này có

xu hướng bị kéo dài ra nên chống lại sự xoay này – Quy ước: + Nút có nhiều thanh nén hơn thanh kéo

 nút dễ xoay, khớp + Nút có nhiều thanh kéo hơn thanh nén

 nút khó xoay, ngàm đàn hồi

Trang 34

– Ví dụ: Khi chịu lực, giả thiết dấu nội lực các thanh như hình

vẽ Thanh ac: x=1 (2 đầu khớp), thanh ce: x=0,8 (nút c khớp, nút e là ngàm đàn hồi)

– Chiều dài tính toán trong mặt phẳng dàn được lấy như sau:

» Thanh cánh trên, cánh dưới, thanh xiên đầu dàn, thanh đứng gối tựa: Lx=L

» Thanh bụng còn lại: Lx=0,8L khớp

ngàm

Với thanh bụng phân nhỏ, chiều dài

tính toán của nó được lấy bằng khoảng

cách nút dàn ở thanh bụng khảo sát

Trang 37

 Tiết diện hợp lý khi sự làm việc hai phương bằng hoặc xấp xỉ nhau: x  y

 Tiết diện thanh dàn thường dùng:

a) Hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh lớn (ix  iy)  thanh dàn có Lx = Ly

b) Hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh bé

(ix  0,5iy)  thanh dàn có Ly = 2Lx

c) Dạng hai thép góc đều cạnh ghép lại (ix  0,75iy): dùng hợp lý cho các thanh bụng dàn có Lx = 0,8Ly d) Hai thép góc đều cạnh ghép lại thành hình chữ thập: dùng cho thanh đứng ở vị trí khuyếch đại

5 Tiết diện hợp lý

Trang 38

a) Nguyên tắc chọn tiết diện

– Tiết diện thanh dàn nhỏ nhất là L50x5

– Trong một dàn L  36m nên chọn 6 đến 8 loại thép

– Với L  24m  không cần thay đổi tiết diện thanh cánh

– Khi L > 24m  phải thay đổi tiết diện để tiết kiệm vật liệu,

dùng hai loại tiết diện với L  36m – Bề dày bản mã dàn được chọn dựa vào lực lớn nhất ở

thanh xiên đầu dàn

6 Chọn, kiểm tra tiết diện thanh dàn

mã, mm 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25

Trang 39

b) Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu nén

Tính toán như cấu kiện nén đúng tâm

yc

gt c

N A

Trang 40

– Kiểm tra tiết diện đã chọn

A = 2Ag: diện tích tiết diện  Nếu không thoả mãn chọn lại tiết diện và kiểm tra lại

 Trường hợp thanh cánh có uốn cục bộ thì phải tính toán theo cấu kiện chịu nén lệch tâm

Trang 41

c) Chọn và kiểm tra tiết diện thanh chịu kéo

   

6 Chọn, kiểm tra tiết diện thanh dàn

Trang 42

d) Chọn tiết diện thanh theo độ mảnh giới hạn

– Với thanh có nội lực nhỏ  Ayc nhỏ   > []

 chọn tiết diện theo  = []

Trang 43

Chọn tiết diện thanh xiên đầu

530000,75 0,25 0,75 0,25 340 340

Trang 44

 Diện tích tiết diện cần thiết:

– Với thanh bụng phân nhỏ, chọn gt=85, tra Bảng D.8 TC (II.1 SGK)  gt=0,7

 Chọn 2L1009010 ghép cạnh nhỏ (vì Ly = 2Lx  chọn tiết diện có ix  0,5iy) có

Trang 45

 Tính min

Từ max, tra bảng được min=0,77

 Kiểm tra tiết diện

L L

Trang 46

1 Nguyên tắc chung

2 Tính toán nút dàn

III CẤU TẠO & TÍNH TOÁN NÚT DÀN III CẤU TẠO & TÍNH TOÁN NÚT DÀN

Trang 47

1 Nguyên tắc chung

– Trục các thanh dàn được đồng quy tại tim nút dàn

– Các thanh dàn liên kết hàn với bản mã bằng các đường hàn

góc cạnh với hf  4mm, Lw  50mm

Lw

III CẤU TẠO & TÍNH TOÁN NÚT DÀN

Trang 48

– Khoảng cách đầu thanh bụng với thanh cánh không nhỏ hơn 6tbm-20 mm hoặc 50mm và không lớn hơn 80mm – Bản mã nên chọn hình dáng đơn giản (nên có hai cạnh song song) để dễ chế tạo Góc hợp bởi cạnh bản mã và trục thanh bụng không nhỏ hơn 150 để đảm bảo sự

truyền lực

d

Trang 49

– Khi có thay đổi tiết diện thanh cánh, thanh cánh được nối tại nút dàn Khoảng cách hở giữa hai đầu thanh bằng

50mm

Trang 50

– Khi bề dày cánh thép góc cánh trên mỏng (tg<10mm), dưới tác dụng của lực tập trung (sườn panen mái hoặc

xà gồ) tại vị trí nút dàn, cánh thép góc dễ bị uốn cong  tại nút dàn gia cường bản thép góc

Trang 51

– Với thanh dàn làm từ hai thép góc, đặt các bản đệm để hai thép góc cùng làm việc Chiều dày đệm bằng bản mã, chiều rộng từ 50mm đến 100mm, dài vượt khỏi thanh dàn mỗi đầu

Trang 52

2 Cấu tạo và tính toán chi tiết nút dàn:

(SV tự đọc SGK)

Trang 53

a) Nút gối

Trang 54

b) Nút trung gian

Trang 55

c) Nút đỉnh dàn

Trang 56

d) Nút giữa dàn cánh dưới

e) Nút có nối thanh cánh

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	6,13 MB